摘要
暴露高活性晶面的金属和半导体材料由于其暴露特定晶面而拥有的优异性能使其越来越受到人们的关注[1-4].自日本科学家Fujishima和Honda[5]发现了单晶TiO2电极能够在紫外光照射下将水分解为H2和O2以及Frank等人[6,7]发现了氰化物和硫化物在TiO2的存在下能够被光催化氧化以来,TiO2由于其原料来源丰富、无毒无嗅、物理化学性质稳定以及生物相容性好等优点而逐渐成为最为广泛研究的氧化物半导体材料.1991年,Gratzel教授[8]将TiO2纳米晶多孔膜应用于染料敏化太阳电池上并取得了突破性进展,更将TiO2的应用领域拓展到太阳能光伏利用上。在TiO2的三种主要晶型中,锐钛矿型TiO2在太阳电池[9-10]、杀菌消毒[11,12]、紫外屏蔽[13,14]和治理环境污染[15-18]等领域具有非常广阔的应用前景.本文在总结TiO2晶体的形貌结构理论预测研究的基础上,全面且深入地评述了不同形貌的暴露高能晶面锐钛矿相TiO2材料的合成方法及其调控机制.此外,本文还介绍了暴露高能晶面锐钦矿型TiO2材料的掺杂改性研究,阐述了新合成出的暴露高能晶面锐钦矿型TiO2材料在光催化降解污染物和分解水、太阳电池以及锂离子电池等领域的应用性能。最后,指出了暴露高能晶面TiO2在制备和应用研究上存在的不足和今后的发展方向。
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